【第2種電気工事士】取得解説 Vol.14 筆記編12 三相交流について その2

今回は三相交流の試験問題について、問題を解きながら解説していきます。

試験問題は『一般財団法人 電気技術者試験センター様ウェブサイト』に掲載されているものを引用しました。
尚、記号や図などについては加工しています。

導入編や以前の記事を読まれていない方は、まずはそちらの記事をご覧ください。

目次

三相交流の試験問題

三相交流の問題は、電力等を求める問題や電線の電力損失、断線した時の電圧変化が多く出題されます。

令和3年上期午前 №5

図のような三相3線式200Vの回路で、c-o間の抵抗が断線した。断線前と断線後のa-o間の電圧Vの値[V]の組み合わせとして、正しいものは。

イ.断線前116 断線後116
ロ.断線前116 断線後100
ハ.断線前100 断線後116
ニ.断線前100 断線後100

解答と解説

答え:ロ

断線する前のa-o間の電圧は、線間電圧を相電圧に変換して算出します。

断線前の電圧は、

$$相電圧=\frac{線間電圧}{\sqrt{3}}=\frac{200}{\sqrt{3}}=116[V]$$

となります。

断線した場合、a-o-b間のみの回路に、200V印加されているだけの回路になります。

Rの大きさは同じなので、それぞれのRに均等に半分ずつ印加されます。

Rにかかる電圧は、\({200\div2=100[V]}\)となります。

令和3年上期午前 №7

図のような三相交流回路において、電線1線当たりの抵抗が0.2Ω、線電流が15Aのとき、この電線路の電力損失[W]は。

イ.78 ロ.90 ハ.120 ニ.135

解答と解説

答え:ニ

まずは、1線だけで電力損失を考えていきましょう。

1線の電力は、

$$P=I^2R=15^2\times0.2=45[W]$$

となります。

3本分ありますので、3倍して135[W]となります。

似たような問題で、単相三線式の電力損失を計算する問題があります。

単相と三相回路では計算が異なりますので、混同しないようにしましょう。

令和3年上期午後 №5

図のような三相3線式回路に流れる電流I[A]は。

イ.2.9 ロ.5.0 ハ.5.8 ニ.10.0

解答と解説

答え:ハ

電流Iはオームの法則により\(\frac{E}{R}\)で求めることができます。
※E:相電圧

相電圧Eは\({\frac{V}{\sqrt{3}}}\)で求めることができます。
※V:線間電圧

当てはめると、

$$I=\frac{\frac{V}{\sqrt{3}}}{R}=\frac{V}{\sqrt{3}R}$$

$$=\frac{200}{\sqrt{3}\times20}≒5.8$$

となります。

令和3年下期午前 №5

図のような三相負荷に三相交流電圧を加えたとき、各線に20Aの電流が流れた。線間電圧E[V]は。

イ.120 ロ.173 ハ.208 ニ.240

解答と解説

答え:ハ

まずは、相電圧を計算しましょう。

$$相電圧=IR=20\times6=120$$

続いて、相電圧を線間電圧に変換します。

$$線間電圧=相電圧\times\sqrt{3}=120\times\sqrt{3}≒208$$

となります。

まとめ

今回で第二種電気工事士筆記編の解説は終わりとなります。

計算問題としては、モーターの回転数や電線の許容電流を求める問題もありますが、ここでは割愛させていただきます。

2,3年分の過去問題をこなしておけば、合格率はかなり上がると思います。

試験では電卓は使えません。ピタゴラスの定理(3,4,5と6、8、10のパターン)を使う場面や、計算の工夫(最後にまとめて計算するなど)で、なるべく簡単に早く解けるように対策していただければと思います。

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